Расчет требуемой площади земельного участка для размещения полигона. Схема полигона

 

Элементами полигона являются: подъездная дорога, участок складирования ТБО, административно- хозяйственная зона.

Подъездная дорога соединяет существующую транспортную магистраль с полигоном и рассчитывается на двухстороннее движение шириной не менее 6,5 м.

На пересечении дороги с участком полигона размещают пост контроля въезда и выезда мусоровозов и административно- хозяйственную зону.

Участок складирования – основное сооружение полигона. Он занимает около 85-95% площади полигона ТБО. Участок складирования обычно разбивают на очереди эксплуатации с учетом обеспечения производства работ по приему ТБО в течение 3-5 лет на каждой очереди.

Участки складирования должны быть защищены от вышерасположенных земельных массивов. Для перехвата ливневых и паводковых вод по верхней границе участка проектируют нагорные каналы.

На расстоянии 1…2 м от нагорных каналов по периметру полигона размещают ограждение. На расстоянии 2 м от ограждения полигона размещают посадки деревьев.

На расстоянии 2-3 м от внешнего откоса котлована устраивают кольцевую дорогу с односторонним движением шириной не менее 3,5 м.

Между кольцевой дорогой и лесопосадками располагают кавальеры с плодородным и минеральным грунтом, которые в процессе эксплуатации полигона используют для изоляции отходов, (рис. 4.1).

Требуемая площадь полигона (Ф) определяется по формуле

Ф= к_З×Ф_ус + Ф_доп,

где к₃ – коэффициент, учитывающий полосу вокруг участка складирования, к₃=1,1; Ф_ус - площадь участка складирования, га; Ф_доп – площадь участка административно-хозяйственной зоны.

 

 

		107.0
		106.0
	105.0

105.0

106.0

104.0

104.0

Рис. 4.1. Горизонтальная планировка полигона.

(I- IY) – очереди эксплуатации полигона.

1 – подъездная дорога; 2- въезд на полигон с пунктом радиометрического контроля; 3 – административно- хозяйственная зона; 4 – нагорный канал; 5 – ограждение полигона; 6 – лесополоса; 7 – кавальеры минерального и плодородного грунта; 8 – внутрихозяйственная дорога

 

Площадь участка складирования находят из формулы определения объема пирамиды (рис. 4.2):

Ф_ус= = (3к₄×Е_Т)/Н_пл,

где к₄ – коэффициент, учитывающий снижение высоты пирамиды до заданной Н_пл (рис.4.2); к₄=0,5.

Тогда Ф_ус=(0,5´3´3000000)/22 =204545,5 м²=20,5 га.

Принимая размер участка админстративно-хозяйственной зоны Ф_доп=0,1Ф_ус, получим требуемую площадь полигона: Ф=1,1×20,5+0,1× 20,5=24,6 га.

 

 

Δh

 

Н

 

 

H_пл

 

 

Рис. 4.2. Расчетная схема для определения размеров полигона ТБО

Полигон размещают на плоском рельефе. Фактическая отведенная площадь участка составит: Ф_отв = Ф+Д,

где Д - отвод земли для размещения подъездной дороги от автомагистрали до полигона, для дороги длиной L_дор=4000 м и шириной В_дор=6,5 м.

Д = (L_дор ´ В_дор) = (4000 ´ 6,5)=26000 м²= 2,6 га.

Ф_отв=24,6 + 2,6=27,2 га.

Проектирование участка складирования. Пример расчета

 

Расчет вместимости полигона

 

Согласно заданию на проектирование, грунт в основании полигона представлен суглинком легким. Грунтовые воды расположены на глубине 4,8 м.

Принимаем решение - полностью удовлетворить потребность в грунте для промежуточной и окончательной изоляции за счет сооружения котлована в основании полигона.

Реальный участок складирования ТБО площадью Ф_ус=204545,5 м² в плане имеет форму квадрата, со стороной:

L_ус= B_ус= = =452 м,

где L_ус= B_ус – соответственно, длина и ширина участка складирования, м, рис.4.3.

 

 

B_ус

А А

L_ус

Рис. 4.3. Участок складирования ТБО в плане.

После заполнения полигона отходами до проектных отметок участок складирования будет иметь форму усеченной пирамиды, а в поперечном сечении - трапеции (рис.4.4.).

В_п=L_п

 

 

Н_пл

 

 

В_ус=L_ус

Рис. 4.4. Поперечное сечение участка складирования (без котлована).

Разрез А-А

 

Определим размеры верхней площадки полигона захоронения отходов, (рис.4.5.):

В_п = L_п = В_ус-2mН_пл=452-2´3´22=320 м,

Где В_п и L_п- соответственно ширина и длина верхней площадки участка складирования, м.

Площадь верхней площадки участка складирования:

Ф_п=В²_п=320²= 102400 м²=10,2 га.

Максимальная допустимая высота полигона Н_пл^max определяется из условия заложения внешних откосов не менее чем m=3 и необходимости создания верхней площадки размером обеспечивающей безаварийную работу мусоровозов и бульдозера (рис. 4.5.).

Минимальная ширина верхней площадки определяется возможностью разворота мусоровоза (R_раз) и соблюдением условия движения мусоровоза не ближе в=10 м от края откоса.

Тогда В_п^min=2R_раз+2в, а ее минимальная площадь равна: Ф_п^min = (В_п^min)² = (2R_раз+2в)²=(2´9+2´10)² = 1444 м² =0,14 га, что значительно меньше принятой в проекте Ф_п =10,2 га.

 

 

В_п^min=L_п^min

 

Н_пл^max

Н_пл

 

 

B_ус=L_ус

Рис. 4.5. Схема для определения максимально возможной высоты полигона

 

Максимально возможную высоту полигона определяют по зависимости: Н_пл^mах= , где В_ус- ширина участка складирования, м. Н_пл^mах= = 69 м.

С целью получения грунта для послойной и окончательной изоляции ТБО, укладываемых в тело полигона, в основании полигона проектируют котлован. Среднюю глубину котлована рассчитывают из условия баланса земляных работ с учетом положения уровня грунтовых вод. Дно котлована размещают выше уровня грунтовых вод не менее чем на 2 м.

Участок складирования разбивают на очереди эксплуатации с учетом приема ТБО на каждой очереди в течение 3…5 лет

Фактическую вместимость полигона с учетом уплотнения ТБО рассчитывают по формуле для определения объема усеченной пирамиды:

Е_ф= , где Ф_ус и Ф_п - площади нижнего и верхнего оснований свалочного тела, м².

Вместимость котлована в основании полигона не учитывается, так как грунт, вынимаемый из него, расходуется на изоляцию ТБО.

В этом случае фактическая вместимость Е_ф равна объему ТБО в уплотненном состоянии, которая составит:

Е_ф= [204304 +102400+(204304+102400)^0,5]= 3297193 м³

Потребность в минеральном грунте (V_г) определяется по формуле

V_г= ,

где к₂= 1,2.

Для изоляции 3297193 м³ ТБО после их уплотнения потребуется грунт в объеме:

V_г=3297193 (1- )= 527550,88 м³,

В рассматриваемом случае весь грунт, вынимаемый из котлована, расходуется на изоляцию ТБО, поэтому потребность в изолирующем материале равна вместимости котлована.

Средняя проектная глубина котлована в основании полигона определяется по формуле:

Н_к= _,

где 1,1 - коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована,

Н_к= м. Принимаем Н_к=2,6 м.

Проверяем условие размещения полигона: Н_угв-Н_к-Н_эк ≥ 2м, где: Н_угв – глубина залегания грунтовых вод, Н_угв=4,8 м; Н_эк – толщина защитного экрана основания полигона (п. 4.5.3).

4,8-2,6-1=3,2 м > 2 м, - принятая глубина котлована удовлетворяет требуемым условиям.

Полигон ТБО разбиваем на пять очередей эксплуатации, (рис. 4.6.).

При этом сам котлован для складирования ТБО, будет разбит на четыре части.

Откосы котлована из условий работы бульдозера принимают с коэффициентом заложения не менее m=2,5.

Каждую очередь эксплуатации полигона рассчитывают из условия обеспечения приема ТБО в течение времени Т_оч = = = 4 года.

Площадь участка складирования каждой из четырех очередей эксплуатации в пределах первого яруса составит ф_оч= =51136 м².

 

 

II

I

II

I

		Y

А А

IY

III

б

а

 

Рис. 4.6. План и разрез высоконагруженного полигона захоронения ТБО: а – план полигона; б – разрез А-А; (I-Y) – очереди строительства и эксплуатации полигона

Объем отходов, складируемых в каждой очереди эксплуатации полигона, составит V_оч = = = 659439 м³.

Высота первого яруса (с I-IY очереди) определяется по зависимости:

Н _{оч (I-IY)} = = =14,2 м,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий откосы и картовую схему заполнения котлована.

Учитывая послойное заполнение полигона отходами: 1,8…2,0 м – отходы и 0,2 м – минеральный грунт, количество укладываемых слоев с I по IY очереди 1-го яруса составит n_сл(I-IY)= = ≈7 слоев. Принимаем – по 7 слоев укладки ТБО в каждую очередь 1-го яруса. Тогда высота 1-го яруса над уровнем поверхности земли составит Н^I=2,0×7=14 м.

Объем котлована одной очереди составит v_г^оч = = = 131887,5 м³_.

Наращивание высоты полигона 2-го яруса с отметки 14 м до проектной – 22 м будет производиться заполнением V очереди полигона.

После заполнения 2-го яруса будет выполнено окончательное его перекрытие. Количество слоев V очереди полигона составит n_слY= = ≈6 слоев.

Тогда общее количество слоев ТБО, укладываемых в тело полигона, составит: N= n_слI-IY+ n_слY=7+6=13 слоев.

Перед производством работ снимают плодородный слой почвы со всей площади участка складирования ТБО, который отсыпают во временные кавальеры, размещаемые в стороне от участка складирования. В последствии этот грунт используют для рекультивации полигона, (рис. 4.7.). Грунт вынимаемый, из котлована 1 очереди, складируют во внешний кавальер для последующего использования при устройстве промежуточной изоляции при заполнении 4 и 5 очередей формирования полигона.

 

2

 

 

1

 

 

2

Рис. 4.7. Схема расположения кавальеров плодородного и минерального грунтов (начало эксплуатации 1 очереди полигона): I-IV – очереди заполнения полигона; 1 - полигон захоронения ТБО; 2 - кавальеры плодородного грунта; 3 - кавальеры минерального грунта.